PROBLEMY KOLEJNICTWA RAILWAY REPORTS Zeszyt/Issue 178 (marzec/March 2018) ISSN 0552-2145 (print) ISSN 2544-9451 (on-line) 33
Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej od 200 km/h
Andrzej MASSEL1
Streszczenie W artykule przedstawiono i porównano doświadczenia uzyskane przy wprowadzaniu prędkości maksymalnej 200 km/h i większej na istniejących, konwencjonalnych liniach kolejowych we Francji, w Niemczech, w Austrii, w Rosji i w Chi- nach. Zbadano średnią i sumaryczną długość odcinków zmodernizowanych do prędkości 200 km/h (lub większej) oraz ich udział w całkowitej długości linii. Rozpatrzono także cechy zmodernizowanych linii kolejowych, takie jak: zmiany układów geometrycznych toru, likwidacja przejazdów w poziomie szyn, wyposażenie krzyżownic rozjazdów w ruchome dzioby oraz zabudowę systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągu.
Słowa kluczowe: modernizacja, linia kolejowa, prędkość pociągów, układy geometryczne torów, rozjazdy, przejazdy, sterowanie ruchem, tabor kolejowy
1. Wprowadzenie malna prędkość pociągów TGV wynosi 220 km/h. Pod względem taboru wyjątkiem od reguły są skła- Analizując historię transportu kolejowego można dy wagonów Railjet kolei austriackich prowadzone dojść do wniosku, że jego rozwój w poszczególnych lokomotywami elektrycznymi serii 1116 Taurus. krajach, czy wręcz na całych kontynentach wiązał się Maksymalna prędkość tak zestawionych pociągów z pokonywaniem kolejnych barier: technicznych, or- wynosi 230 km/h. ganizacyjnych, formalno-prawnych. Jedną z takich Należy zwrócić uwagę na aspekt formalno-praw- barier było przekroczenie w normalnej eksploatacji ny wprowadzenia prędkości 200 km/h. Zgodnie z za- (a nie tylko podczas jazd doświadczalnych) prędko- łącznikiem 1 do dyrektywy 2008/57/WE, linie dużych ści maksymalnej 160 km/h i osiągnięcie przez pociągi prędkości obejmują: przewożące pasażerów prędkości 200 km/h. Znacze- specjalnie wybudowane linie dużych prędkości, nie prędkości 200 km/h wynika z faktu, że przez wiele przeznaczone zasadniczo do prędkości równych lat była ona traktowana jak swego rodzaju „bariera lub przekraczających 250 km/h, dźwięku”, czy wręcz jako prędkość graniczna dla tech- specjalnie zmodernizowane linie dużych prędko- nologii opartej na: ści przeznaczone do prędkości rzędu 200 km/h, istniejących (konwencjonalnych) liniach kolejo- specjalnie zmodernizowane linie dużych prędko- wych, ści, mające szczególne cechy, wynikające z topo- tradycyjnych składach pociągów prowadzonych grafi i rzeźby terenu i uwarunkowań urbanistycz- lokomotywami [14]. nych; na tych prędkość musi być dostosowywana do konkretnego przypadku. Granica ta jest umowna przede wszystkim dla- tego, że istnieją odcinki linii konwencjonalnych W Polsce prędkość 200 km/h po raz pierwszy przystosowane do prędkości większej niż 200 km/h. wprowadzono w grudniu 2014 roku, w planowym W Niemczech, na zbudowanej w latach czterdzie- ruchu pasażerskim na Centralnej Magistrali Kole- stych XIX wieku linii Berlin – Hamburg, pociągi jowej (CMK). Trzeba jednak pamiętać, że CMK jest ICE kursują z maksymalną prędkością 230 km/h. linią o szczególnie korzystnych parametrach, odpo- Również na wielu odcinkach we Francji, na przykład wiadających liniom dużych prędkości a nie typowym Le Mans – Nantes oraz Strasburg – Miluza, maksy- liniom konwencjonalnym [1].
1 Dr inż.; Instytut Kolejnictwa, zastępca dyrektora ds. studiów i projektów badawczych; e-mail: [email protected]. 34 Massel A.
2. Dostosowanie istniejących linii o napięciu 1,5 kV. System ten wymusza bardzo gęste kolejowych do prędkości co najmniej rozmieszczenie podstacji trakcyjnych i dlatego na li- 200 km/h w wybranych zarządach nii Paryż – Bordeaux zasilanie zapewniają aż 52 pod- stacje, rozmieszczone średnio co 11 km. Według stanu na 2015 rok [15], ogólna długość 34 odcinków 2.1. Koleje francuskie – dostosowanie linii konwencjonalnych dostosowanych do prędko- linii konwencjonalnych do prędkości ści 200 km/h wynosi 1037,2 km (tablica 1). Wynika 200220 km/h stąd, że średnia długość odcinka jazdy z prędkością 200 km/h wynosi około 30 km. Dodatkowo, na trzech Koleje francuskie mają ogromny dorobek w zakresie liniach są eksploatowane odcinki o prędkości maksy- rozwoju infrastruktury i taboru kolejowego. Na począt- malnej równej 180 lub 190 km/h o łącznej długości ku lat pięćdziesiątych XX wieku podjęto badania nad 81,2 km. pociągiem dużych prędkości. W 1955 roku na odcinku konwencjonalnej linii kolejowej Bordeaux – Hendaye przeprowadzono jazdy tradycyjnego składu wagonów prowadzonego lokomotywą elektryczną, podczas któ- rych osiągnięto prędkość 331 km/h. Było to bardzo duże osiągnięcie, gdyż w tym czasie prędkości rozkładowych pociągów nie przekraczały 140150 km/h. We Francji prędkość 200 km/h wprowadzono po raz pierwszy od 28 maja 1967 r. między Les Aubrais (koło Orleanu) i Vierzon (rys. 1). Długość odcinka jazdy z V = 200 km/h wynosiła około 70 km. Linia była specjalnie przygotowana do ruchu pociągów z tą prędkością. Wyposażono ją w system sygnalizacji ka- binowej, obrazujący wskazania semaforów na 3 kolej- nych odstępach blokowych. Nowatorskim rozwiąza- niem było wyposażenie lokomotywy (seria BB 9200) Rys. 1. Rozjazdy na odcinku Les Aubrais – Vierzon w system pomiaru sił poprzecznych, wywieranych na [fot. A. Massel] tor przez zestaw kołowy pierwszego wózka [22]. Na wspomnianym odcinku prędkość 200 km/h osiągał pociąg ekspresowy Le Capitole łączący Pa- Tablica 1 ryż z Tuluzą, który całą trasę (713 km), z postojami Odcinki linii zmodernizowanych do prędkości w Limoges, Brive-la-Gaillarde, Cahors i Montau- 200 km/h we Francji [15] Liczba ban, pokonywał w ciągu 6 godz. Stosunkowo niska L(V=200 km/h) Linia odcinków prędkość handlowa (118 km/h, w następnych latach [km] 120 km/h) wynikała z układu geometrycznego torów V = 200 km/h na południowym odcinku linii, szczególnie na połu- Paryż – Bordeaux 370,6 8 dnie od Limoges, na którym prędkość maksymalna Le Mans – Angers – Nantes 139,5 5 wynosi zasadniczo tylko 110 km/h. Prędkość śred- Les Aubrais – Vierzon 70,4 1 nia na pokonywanym bez zatrzymania odcinku Pa- Strasburg – Miluza 100,0 1 ryż-Austerlitz – Limoges-Bénédictins (400 km) była Miluza – Bazylea 19,0 1 znacznie większa i wynosiła 138 km/h (w 1971 roku Valence – Marsylia 89,9 3 141 km/h). Paryż – Cherbourg 83,6 3 Nevers – Moulin – St- Następną linią kolejową we Francji, na której 47,7 3 wprowadzono prędkość 200 km/h była linia z Paryża Germain-des-Fossés do Bordeaux. W maju 1971 roku na tej trasie urucho- Niort – La Rochelle 44,7 3 miono pociąg TEE Aquitaine, który w czasie 4 godzin Rennes – Brest 36,3 4 pokonywał 581 km – odległość dzielącą te miasta – Redon – Lorient 36,2 2 bez postojów na stacjach pośrednich. Prędkość han- dlowa pociągu wynosiła 145,3 km/h, a maksymalna Na wybranych odcinkach, będących przedłuże- 200 km/h. niem linii dużych prędkości, maksymalna prędkość Należy wspomnieć, że wymienione osiągnięcia zespołów trakcyjnych jest zwiększona do 220 km/h. kolei francuskich z przełomu lat sześćdziesiątych Możliwość jazdy z taką prędkością jest wykorzysty- i siedemdziesiątych minionego wieku, dotyczyły li- wana przez pociągi TGV. Dotyczy to na przykład nii kolejowych zelektryfi kowanych prądem stałym odcinka Le Mans – Nantes przez Angers, po którym Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 35 kursują pociągi TGV w relacji Paryż – Nantes (na od- rze). Z dniem 14 maja 1968 roku, w trybie specjal- cinku Paryż – Le Mans linią dużych prędkości LGV nego zezwolenia ministra komunikacji na odstępstwo Atlantique). od ogólnie obowiązujących przepisów (EBO), do- puszczono kursowanie wybranych pociągów ekspre- 2.2. Koleje niemieckie – pierwsze sowych na odcinku Monachium – Augsburg z pręd- doświadczenia w zakresie zwiększania kościami maksymalnymi zwiększonymi do [5]: prędkości do 200 km/h 200 km/h dla pociągów TEE 54/55 Blauer Enzian oraz F 27/28 Rheinblitz, Koleje niemieckie mają wieloletnie doświadczenia 180 km/h dla pociągu TEE 11/12 Rembrandt. w zwiększaniu prędkości jazdy pociągów. W latach 1933–1939 tak zwane Fliegende Züge („Latające po- Jazdy pociągów z takimi prędkościami były możli- ciągi”), czyli pociągi pasażerskie obsługiwane spalino- we dzięki wyposażeniu odcinka w urządzenia nowego wymi zespołami trakcyjnymi, osiągały w codziennej systemu oddziaływania tor – pojazd (Linienzugbeein- eksploatacji prędkość 160 km/h. Po II wojnie świato- fl ussung). W 1969 roku został opracowany w DB kie- wej zwiększenie prędkości pociągów na kolejach Re- runkowy program zwiększania prędkości na liniach publiki Federalnej Niemiec następowało stopniowo. pierwszorzędnych (Hauptbahnen) [10]. W tym celu Przez długi czas nie przekraczano prędkości 120 km/h zidentyfi kowano trzy obszary działań: i dopiero od 1958 roku dla wybranych, stosunkowo 1. Określenie w pierwszej kolejności możliwości zwięk- nielicznych pociągów najwyższej kategorii, prędkość szenia prędkości, a przez to – skrócenia czasów prze- maksymalną zwiększono do 140 km/h. Od 1962 roku jazdów na istniejących liniach pierwszorzędnych. pociąg ekspresowy Rheingold na niektórych odcin- Chodziło przy tym o małe działania inwestycyjne, kach zaczął kursować z prędkością 160 km/h. bez wychodzenia poza istniejący pas kolejowy, takie Wprowadzenie prędkości 200 km/h na sieci Deut- jak: poprawa zabezpieczenia przejazdów, przepro- sche Bundesbahn (DB) poprzedziły obszerne bada- jektowanie ramp przechyłkowych w łukach, zasto- nia [4], wykonane w latach 19631964 pod kierownic- sowanie rozjazdów o większych promieniach torów twem F. Birmanna. Badania były przeprowadzone na zwrotnych, wydłużenie dróg hamowania, odpo- odcinku doświadczalnym Forcheim – Bamberg o dłu- wiednie zmiany w urządzeniach sterowania ruchem. gości 24 km, z których 20 km przeznaczono do jazdy Większe przedsięwzięcia budowlane, wiążące się z prędkością 200 km/h. Na tym odcinku znajdowały ze zmianą układu geometrycznego linii, uznano za się 4 stacje pośrednie z rozjazdami i skrzyżowania- uzasadnione tylko tam, gdzie przy stosunkowo ogra- mi różnych typów. Badania toru obejmowały między niczonych kosztach, można było uzyskać możliwie innymi pomiary naprężeń w pięciu różnych lokaliza- duże skrócenia czasów przejazdów. cjach w torach i w rozjazdach. Pociąg użyty do testów 2. Skoordynowanie planowania, prac budowalnych składał się z zaadaptowanej lokomotywy czteroosiowej i zamówień, ukierunkowane na osiągnięcie więk- serii E10, wagonu pomiarowego i wagonu pasażerskie- szych prędkości maksymalnych (między innymi go. Przejazdy odbywały się z prędkościami od 140 do przebudowy układów torowych stacji, zabudowy 200 km/h. Badania wykazały przydatność, wprowadza- nowej nawierzchni, urządzeń sterowania ruchem, nej wtedy na kolejach niemieckich, nawierzchni S54, sieci trakcyjnej) i na uniknięcie inwestycji (robót) przy czym za wskazane uznano zmniejszenie rozsta- straconych. Dotyczyło to również zakupów pojaz- wu podkładów do 0,58 m, a także zaostrzenie wartości dów szynowych. odchyłek dopuszczalnych przy zwiększonych prędko- 3. Plan kierunkowy, jako podstawa przyszłego od- ściach. Zarekomendowano także zmniejszenie nomi- cinkowego przekształcania sieci kolejowej przez nalnej szerokości toru do 1432 mm. budowę nowych odcinków wszędzie tam, gdzie W 1965 roku prędkość 200 km/h pociągów pa- istniejące możliwości skrócenia czasów przejaz- sażerskich została po raz pierwszy wprowadzona na dów uznano za niewystarczające w stosunku do linii Monachium – Augsburg. Obowiązywała ona wymagań rynkowych. w okresie od 26 czerwca do 3 października tego roku, podczas odbywającej się w Monachium Międzyna- Należy podkreślić, że już pod koniec lat sześćdzie- rodowej Wystawy Komunikacyjnej (IVA) [9]. Wów- siątych XX wieku, istniała w Niemczech świadomość, czas codziennie kursowały specjalne pociągi ekspre- że docelowo przy zwiększeniu prędkości do 200 km/h sowe z Monachium do Augsburga, dla których do- będzie konieczne wyeliminowanie wszystkich skrzy- puszczono prędkość 200 km/h na dwóch odcinkach żowań w poziomie szyn. Jako rozwiązanie przejścio- o długościach 10,5 km i 34,3 km, rozdzielonych od- we, dotyczące przejazdów istniejących jeszcze na cinkiem o prędkości 120 km/h [7]. Pociągi specjalne wspomnianym odcinku Monachium – Augsburg, były prowadzone lokomotywą elektryczną serii E 03 przyjęto włączenie urządzeń przejazdowych w sys- (z pierwszej serii produkcyjnej liczącej 4 egzempla- tem LZB. Dzięki temu możliwość jazdy z prędkością 36 Massel A. rozkładową została uzależniona od zamknięcia roga- Monachium. Tą linią kursują z dużą częstotliwością po- tek na przejazdach [5]. ciągi ICE. Na początku lat dziewięćdziesiątych XX wie- Na odcinku Monachium – Augsburg prędkość ku tę linię zmodernizowano i dostosowano jej środko- 200 km/h została wprowadzona w normalnej eksplo- wy fragment Neustadt (Aisch) – Iphofen do prędkości atacji na mocy specjalnego zezwolenia ministra komu- 200 km/h. Prędkość taka obowiązuje na długości około nikacji z 25 września 1977 roku. Zgodnie z zimowym 25 km. Niestety, odcinki Fürth – Neustadt oraz Iphofen rozkładem jazdy na lata 1977/1978, czas jazdy pocią- – Würzburg charakteryzują się niekorzystnym ukła- gów TEE oraz IC na odcinku Monachium-Pasing – dem geometrycznym (liczne łuki o małych promie- Augsburg (o długości 54,5 km) wynosił 24 minuty, co niach), a prędkość na nich jest lokalnie ograniczona dawało prędkość średnią równą 136,3 km/h. Niedługo nawet do 100 km/h. Według danych z 2009 roku, na potem, w latach 19781981, prędkość 200 km/h zosta- długości 94,6 km znajdowało się 26 miejsc zmiany ła wprowadzona także na długości 36,5 km na przy- prędkości. Obecnie, po niewielkich korektach wykresu ległym odcinku Augsburg – Donauwörth (całkowita prędkości, liczba ta zmniejszyła się do 25 (rys. 3). We- długość tego odcinka wynosi około 41 km) [16]. dług rozkładu jazdy na lata 2016/2017, najkrótszy czas Na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesią- przejazdu pociągiem ICE całego odcinka Norymberga tych XX wieku zwiększono prędkość pociągów na na- – Würzburg o długości 102 km to 53 minuty, co odpo- stępnych odcinkach niemieckiej sieci kolejowej, mię- wiada średniej prędkości około 115,5 km/h. Jest to bar- dzy innymi na odcinku Hamm – Bielefeld (66,9 km), dzo słaby wynik, zważywszy na prędkość maksymalną stanowiącym fragment głównego ciągu przewozowe- wynoszącą 200 km/h. go z Zagłębia Ruhry do Hanoweru. Na tym odcinku były bardzo dobre warunki do zwiększenia prędkości z uwagi fakt, że linia jest tam czterotorowa ze specja- lizacją każdej z par torów do określonego rodzaju ru- chu. Prędkość 200 km/h obowiązuje na tym odcinku od 1980 roku na długości 58 km w torach przezna- czonych dla pociągów pasażerskich. Warto zwrócić uwagę na bardzo dobrą wartość prędkości średniej pociągów IC na tym odcinku, która w 1981 roku wy- niosła 167,3 km/h. Na intensywnie wykorzystywanej w dalekobież- nym ruchu pasażerskim linii z Hanoweru do Ham- Rys. 2. Profi l prędkości maksymalnej na linii Hanower – burga, wprowadzanie prędkości 200 km/h nastąpiło Hamburg-Harburg: (jako V0 max zaznaczono wartość średniej w kilku etapach: ważonej prędkości maksymalnej obliczonej jako średnia na odcinku Langenhagen – Uelzen (na długości harmoniczna) [opracowanie własne] 78,4 km) w latach 19781984, na odcinku Bad Bevensen – Lüneburg (na długo- ści 20,3 km) w roku 1983, na odcinku Lüneburg – Meckelfeld (na długości 32,5 km) w roku 1987, na odcinku Uelzen – Bad Bevensen do roku 1990.
W efekcie, na całej linii Hanower – Hamburg prak- tycznie obowiązuje prędkość dopuszczalna 200 km/h (rys. 2). Odcinki jazdy z tą prędkością są poprzecinane krótkimi fragmentami w obrębie większych stacji, na których prędkość jest zmniejszona do 150 km/h (sta- Rys. 3. Profi l prędkości maksymalnej na linii (Norymberga-) cja Celle), 130 km/h (stacja Uelzen) i 110140 km/h Fürth – Würzburg [opracowanie własne] (rejon stacji Lüneburg). Średnia prędkość pociągów ICE na odcinku Hanower Hbf – Hamburg-Harburg Od czasu nowelizacji w 1992 roku przepisów bu- wynosi 151,5 km/h (dane według rozkładu jazdy na dowy i eksploatacji kolei EBO, na kolejach niemiec- lata 2016/2017). kich skrzyżowania w poziomie szyn są dozwolone tyl- Innym przykładem linii konwencjonalnej, na któ- ko przy prędkościach pociągów nie przekraczających rej wprowadzono odcinkowo prędkość maksymalną 160 km/h. Efektem tej regulacji była konieczność 200 km/h jest linia (Norymberga – Fürth Hbf – Würz- wprowadzenia punktowych ograniczeń na tych od- burg Hbf, będąca częścią głównego ciągu z Frankfurtu cinkach linii o prędkości maksymalnej 200 km/h, na nad Menem do Norymbergi i dalej do Wiednia oraz do których pozostały jeszcze skrzyżowania w poziomie Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 37 szyn. W następnych latach większość przejazdów za- Roboty modernizacyjne na odcinku Erfurt – Eise- stąpiono skrzyżowaniami wielopoziomowymi. Jedy- nach zakończono przed wejściem w życie w grudniu nie na odcinku Hamm – Dortmund (31 km), na któ- 2017 roku nowego rozkładu jazdy, w którym czas rym do 1992 roku obowiązywała prędkość 200 km/h, przejazdu pociągów ICE skrócono o 3 minuty. Wyno- obecnie pociągi kursują z prędkością 160 km/h, co si on obecnie 24 minuty, co na stosunkowo krótkim wynika z faktu pozostawienia na tym odcinku wielu odcinku (odległość 56,9 km) daje prędkość handlową przejazdów kolejowo-drogowych. wynoszącą 142,4 km/h. Zestawienie długości odcin- Mimo rozbudowy sieci kolei dużych prędkości, ków jazdy z prędkością 200 km/h na opisanych wcze- w Niemczech są modernizowane kolejne odcinki li- śniej liniach kolejowych zawarto w tablicy 2. nii konwencjonalnych. Najnowszym przykładem od- cinka przystosowanego do prędkości maksymalnej Tablica 2 200 km/h jest odcinek linii Halle – Bebra pomiędzy Przykładowe odcinki linii zmodernizowanych do stacjami Erfurt i Eisenach. prędkości 200 km/h w Niemczech Liczba Odcinek Erfurt – Eisenach (56,9 km) znajduje się L(V=200 km/h) Linia odcinków na terenie kraju związkowego Turyngia i stanowi ele- [km] ment ważnego ciągu przewozowego z Drezna i Lipska V = 200 km/h Hanower Hbf – Hamburg- do Frankfurtu nad Menem, jest też elementem sieci 153,4 4 transeuropejskiej TEN-T. Odcinek ten po zjednocze- Harburg niu Niemiec podlegał już modernizacji i elektryfi kacji Bielefeld – Hamm 58,0 1 (Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 7) zakończonej Fürth Hbf – Würzburg Hbf 25,0 1 w maju 1995 roku. Wprowadzono wtedy prędkość Erfurt Hbf – Eisenach 38,0 2 maksymalną 160 km/h. [Opracowanie własne] W związku z budową nowej linii dużych prędko- ści Berlin – Monachium przechodzącej przez węzeł 2.3. Koleje niemieckie – modernizacja linii w Erfurcie, wzrosło znaczenie linii łączących się, dla- konwencjonalnych do prędkości 230 km/h tego około 2015 roku podjęto modernizację odcinka Erfurt – Eisenach w celu dostosowania go do prędko- Na dwóch istniejących liniach kolejowych w Niem- ści 200 km/h. Zakres robót torowych był relatywnie czech przeprowadzono modernizację do prędkości mały z uwagi na modernizację linii przeprowadzoną 230 km/h. Pierwszą z nich była linia Berlin – Ham- w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Obej- burg, jedna z najstarszych linii kolejowych, ukończo- mowała ona wzmocnienie podtorza na długości około na w 1846 roku. Linia ta zawsze odgrywała bardzo 4 km, wymianę nawierzchni na długości 28 km toru, dużą rolę w sieci komunikacyjnej Niemiec, stanowiąc a także wymianę 30 rozjazdów (część rozjazdów z ru- połączenie stolicy z głównym portem morskim. To na chomym dziobem krzyżownicy) [3]. W celu umożli- tej linii wprowadzano nowe rozwiązania techniczne wienia jazdy z prędkością 200 km/h konieczna była i testowano nowe typy pojazdów szynowych do ru- także likwidacja jednego przejazdu w poziomie szyn chu pasażerskiego, w tym spalinowy zespół trakcyjny i zastąpienie go skrzyżowaniem wielopoziomowym, o prędkości 160 km/h, wprowadzony do eksploatacji przebudowa dwóch obiektów inżynieryjnych oraz w 1933 roku pod nazwą „Latający Hamburczyk”. Po zabudowa systemu bezpiecznej kontroli jazdy ETCS II wojnie światowej linię przecięto granicą pomiędzy poziomu 2. Różnicę pomiędzy profi lami prędkości dwoma państwami niemieckimi i jej znaczenie znacz- z okresów przed modernizacją i po modernizacji ilu- nie zmalało. struje rysunek 4. Sytuacja zmieniła się po zjednoczeniu Niemiec w 1990 roku. Podjęta została dwuetapowa moderni- zacja linii Berlin – Hamburg. W maju 1997 roku za- kończono elektryfi kację linii z odbudową drugiego toru na całej jej długości (poza krótkim odcinkiem w rejonie Hamburga), przy czym prędkość pociągów pozostała na poziomie 160 km/h. Istniała opcja kon- tynuacji prac modernizacyjnych w celu dostosowania linii do prędkości 200 km/h, z której zrezygnowano, gdyż trwały przygotowania do budowy między Berli- nem i Hamburgiem linii kolei magnetycznej, mającej skrócić czas przejazdu między tymi aglomeracjami do około 60 minut. W lutym 2000 r. ostatecznie zanie- Rys. 4. Profi l prędkości maksymalnej linii Halle Bebra na chano realizacji projektu Transrapid, przede wszyst- odcinku Erfurt – Eisenach [opracowanie własne] kim z uwagi na bardzo duże jego koszty. W zamian 38 Massel A. rząd federalny zdecydował się na realizację drugiego prędkość 230 km/h – na długości 194,4 km. Ponadto etapu modernizacji istniejącej linii kolejowej. na całej długości linii, poza odcinkami w obrębie wę- W celu uzyskania możliwie najkrótszego czasu złów berlińskiego i hamburskiego, prędkość pociągów przejazdu (około 90 minut) jako maksymalną pręd- w żadnym miejscu trasy nie spada poniżej 160 km/h. kość pociągów przyjęto 230 km/h. Roboty budowalne Z taką prędkością odbywa się przejazd przez dwie sta- zrealizowano w latach 20022004. Obejmowały one cje węzłowe: Wittenberga oraz Ludwigslust (rys. 6). przede wszystkim likwidację przejazdów w poziomie Długości odcinków o V > 160 km/h wynoszą odpo- szyn i zastąpienie ich 56 skrzyżowaniami wielopozio- wiednio: mowymi (wiaduktami drogowymi lub kolejowymi). Berlin-Spandau – Wittenberga 108,4 km (od km Konieczna była wymiana lub modernizacja 162 roz- 16,5 do km 124,9), jazdów w torach głównych zasadniczych (wymiana Wittenberga – Ludwigslust 42,6 km (od km 126,5 krzyżownic z dziobem stałym na krzyżownice rucho- do km 169,1), me). Na linii zabudowano system bezpiecznej kon- Ludwigslust – Hamburg-Bergedorf 97,0 km (od km troli jazdy pociągu LZB, przebudowana została także 172,6 do km 269,6). sieć trakcyjna. W związku ze zwiększeniem prędkości pociągów do 230 km/h zastosowano specjalne roz- wiązania zapewniające bezpieczeństwo pasażerów na peronach zlokalizowanych na szlakach oraz przy to- rach głównych zasadniczych na stacjach, po których przejazdy pociągów odbywają się z taką prędkością. Ogółem, na 33 peronach zainstalowano bariery od- dzielające strefę zagrożenia. Wysokość barier wyno- si 1,20 m, długość przęsła 4,80 m. Pomiędzy nimi znajdują się przejścia o szerokości 1,20 m. Przekro- czenie barier jest dozwolone tylko wtedy, gdy przy pe- ronie stoi pociąg (rys. 5). Wymagania dotyczące bez- pieczeństwa na peronach, przy których odbywają się Rys. 6. Profi l prędkości maksymalnej na linii Berlin-Spandau – jazdy pociągów z prędkościami powyżej 200 km/h zo- Hamburg Hbf [opracowanie własne] stały uwzględnione w nowelizacji przepisów budowy i eksploatacji kolei EBO [8]. W efekcie braku znaczących ograniczeń prędkości, jazda pociągów ICE relacji Berlin – Hamburg jest bardzo płynna, a uzyskiwane prędkości handlowe przekraczają 180 km/h (odcinek Berlin-Spandau – Hamburg Hbf). Drugim przypadkiem konwencjonalnej linii kole- jowej, zmodernizowanej do prędkości 230 km/h jest linia Monachium – Augsburg. Jest to ta sama linia, na której w 1965 roku rozpoczęto jazdy pociągami prze- wożącymi pasażerów z prędkością 200 km/h. Moder- nizacja linii Monachium – Augsburg wiązała się z jej rozbudową do układu czterotorowego, z wydzieloną parą torów do szybkiego ruchu dalekobieżnego (bez peronów na stacjach pośrednich) oraz z parą torów dla ruchu regionalnego i towarowego [2]. Podobnym przykładem modernizacji linii do prędkości 230 km/h jest odcinek Norymberga – Rys. 5. Bariery na peronie przy torze głównym zasadniczym na Bamberg – Ebensfeld o długości około 83 km. Odci- linii Berlin – Hamburg [fot. A. Massel] nek ten, rozbudowywany do układu czterotorowego, jest elementem tworzonego ciągu komunikacyjnego Koszty drugiego etapu modernizacji linii Ber- Berlin – Monachium przez Lipsk / Halle – Erfurt – lin – Hamburg wyniosły około 650 milionów EUR. Norymbergę, składającego się z odcinków nowo bu- Ruch pociągów ICE z prędkością 230 km/h podjęto dowanych linii dużych prędkości oraz linii moderni- w grudniu 2004 roku. zowanych. Choć uruchomienie połączeń ICE na całej Należy zwrócić uwagę, że w wyniku tej inwestycji trasie nastąpiło w grudniu 2017 roku, to zwiększenie uzyskano bardzo korzystny profi l prędkości maksy- prędkości powyżej 160 km/h na odcinku Norymber- malnej (rys. 6). Prędkość nie mniejsza niż 200 km/h ga – Ebensfeld będzie możliwe po uruchomieniu sys- obowiązuje na łącznej długości 243,7 km, w tym temu bezpiecznej kontroli jazdy ETCS. Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 39
W celu zobrazowania skali wdrożenia zwiększo- kolejach niemieckich (DB). Długość odcinka jazdy nych prędkości maksymalnych na kolejach niemiec- z prędkością 200 km/h wynosi 17,4 km (od km 194,4 kich, warto przytoczyć dane o sumarycznej długości do km 211,8). W tamtym okresie koleje austriac- odcinków linii dostosowanych do prędkości większej kie nie dysponowały jeszcze własnymi pojazdami niż 160 km/h: trakcyjnymi o takiej prędkości maksymalnej. Z tego 42 km we wrześniu 1977 roku, względu, od wejścia w życie letniego rozkładu jazdy 157 km w maju 1979 roku, na 1993 rok, z prędkością 200 km/h kursowały plano- 256,3 km w maju 1981 roku, wo tylko trzy pary pociągów międzynarodowych EC, 923,5 km w maju 1991 roku (łącznie z odcinkami prowadzone lokomotywami elektrycznymi serii 103 linii dużych prędkości). należącymi do DB [20]. W następnym roku na sieci kolei austriackich przybył kolejny odcinek wyposa- W Niemczech, według stanu na wrzesień 2017 r., żony w urządzenia LZB i dostosowany do prędkości ogólna długość linii dużych prędkości i linii zmo- 200 km/h (od Wels do Lambach). dernizowanych do prędkości 230 km/h wynosiła 1475 km, przy czym wartość ta nie obejmuje linii zmodernizowanych do prędkości 200 km/h [21]. Uwzględniając również odcinki linii zmodernizowa- nych do prędkości 200 km/h można oszacować dłu- gość sieci nowo zbudowanych linii dużych prędkości oraz linii zmodernizowanych do prędkości nie mniej- szej niż 200 km/h na około 2800 km.
2.4. Koleje austriackie – wprowadzenie prędkości 200–230 km/h na przebudowanej linii Wiedeń – Salzburg Mimo trudnych warunków topografi cznych, in- frastruktura kolejowa na terenie Austrii od wielu lat podlega systematycznej przebudowie i rozbu- Rys. 7. Stacja Marchtrenk na odcinku Linz – Wels dowie. Do najbardziej obciążonych ruchem linii zmodernizowanym w 1993 roku do prędkości 200 km/h kolejowych zawsze należała tzw. Kolej Zachodnia [fot. A. Massel] (Westbahn) Wiedeń – Salzburg przez Linz o długo- ści około 312 km. Kolej, uruchomiona w 1860 roku W następnych latach Kolej Zachodnia była stop- była początkowo jednotorowa, jednak już w roku niowo rozbudowywana do układu czterotorowego 1902 zakończono jej przebudowę na linię dwuto- i na odcinku od Wiednia do Linzu stanowi ona dwie rową. Elektryfi kację linii przeprowadzono w latach wydzielone linie: dla szybkiego ruchu dalekobieżne- 19381952. W czerwcu 1958 roku prędkość maksy- go oraz dla ruchu towarowego i pasażerskiego ruchu malną na wybranych odcinkach linii zwiększono do regionalnego (rys. 8). Na odcinku Wiedeń – St. Pöl- 130 km/h. W 1969 roku najszybszy pociąg na tra- ten (60 km), przebiegającym przez górzysty obszar sie – ekspres Transalpin pokonywał trasę Wiedeń – Lasu Wiedeńskiego, powstała linia dużych prędko- Salzburg w czasie 2 godzin 57 minut przy jednym ści uruchomiona w grudniu 2012 roku, natomiast na postoju w Linzu. Prędkość maksymalna wynosiła odcinku Sankt Pölten – Linz wzdłuż linii istniejącej wtedy 140 km/h. powstała nowa para torów. Należy jednak zwrócić W pierwszej połowie lat osiemdziesiątych sformu- uwagę, że na wielu fragmentach przebiegi tras obu li- łowano plany modernizacji Kolei Zachodniej, zakła- nii różnią się istotnie. Linia dla szybkich pociągów pa- dając potrzebę budowy nowych jej fragmentów na sażerskich omija niektóre miejscowości (w tym Melk, odcinkach o najmniej korzystnym układzie geome- Haag, Enns), które są obsługiwane parą torów prze- trycznym, to jest pomiędzy Wiedniem i Sankt Pölten znaczonych dla pociągów wolniejszych. W efekcie oraz pomiędzy Attnang-Puchheim i Salzburgiem. budowy nowej linii i modernizacji pozostałej części Z dniem 23 maja 1993 roku na fragmencie Kolei trasy, na odcinku Wiedeń – Linz, możliwy jest ruch Zachodniej pomiędzy Linzem i Wels, wprowadzono pociągów z prędkością maksymalną 200230 km/h. prędkość maksymalną 200 km/h [20]. Był to pierwszy Odcinki o mniejszej prędkości występują tylko w po- odcinek na terenie Austrii, na którym dopuszczono bliżu dużych węzłów (Wiedeń, St. Pölten, Linz). Po- taką prędkość (rys. 7). Był on wyposażony w system nadto, przejazd przez stację Amstetten odbywa się bezpiecznej kontroli jazdy pociągu LZB. System ten z prędkością 160 km/h. Skalę zmian, jakie zaszły na jest analogiczny z systemem LZB stosowanym na przebudowanym odcinku Sankt Pölten – Linz moż- 40 Massel A. na zobrazować przez porównanie wykresu prędkości wych (47,6 km). Najmniejszy promień łuku na szlakach najszybszych pociągów według rozkładów jazdy na wynosi 1600 m, na stacjach – 1065 m, pochylenie miaro- lata 1991/1992 oraz 2017/2018 (rys. 9). Linia Wiedeń dajne zaś – 6‰. Pociągi pasażerskie na tej linii tradycyj- – Salzburg jest obecnie częścią jednego z korytarzy nie kursowały z prędkościami znacznie większymi niż sieci bazowej TEN-T o nazwie Ren-Dunaj, przebie- na pozostałych liniach w Rosji. W czerwcu 1963 roku, gającego od Strasburga przez Monachium, Salzburg, wkrótce po zakończeniu elektryfi kacji linii, urucho- Wiedeń, Bratysławę, Budapeszt do portu w Konstan- miono dzienny pociąg ekspresowy Aurora, którego czas cy nad Morzem Czarnym [19]. przejazdu wynosił 5 godzin 27 minut. W 1965 roku czas ten skrócono do 4 godzin 59 minut, co dawało prędkość handlową przekraczającą 130 km/h (przy maksymalnej 160 km/h). Poczynając od lat siedemdziesiątych XX wie- ku, linia stała się poligonem doświadczalnym dla ruchu z dużymi prędkościami. W pierwszej połowie lat siedemdziesiątych ubie- głego wieku zbudowano w Fabryce Wagonów w Ry- dze pierwszy w ZSRR elektryczny zespół trakcyjny, przystosowany do dużych prędkości, oznaczony serią ER200 [6]. Od 1 marca 1984 roku pociąg ten został wprowadzony do regularnej eksploatacji na linii Sankt Petersburg – Moskwa, jednak tygodniowo kursowała tylko jedna para pociągów, a prędkość maksymalna Rys. 8. Kolej Zachodnia rozbudowana do układu czterotorowego; 200 km/h była osiągana na bardzo niewielkiej części linia do ruchu dalekobieżnego (V = 200 km/h) – po lewej, linia trasy (około 10% jej długości). do pasażerskiego ruchu regionalnego i ruchu towarowego – po prawej [fot. A. Massel] Projekt kompleksowej rekonstrukcji i kapitalne- go remontu magistrali Sankt Petersburg – Moskwa w celu dostosowania jej do dużych prędkości jazdy, opracowano w Instytucie Giprotransput. Koniecz- ne było przeprowadzenie licznych prac badawczych, a następnie wdrożenie ich wyników. Zakres tych prac obejmował między innymi [18]: udoskonalenie konstrukcji toru bezstykowego (w szczególności na mostach), projektowanie rozjazdów z ruchomymi dziobami krzyżownic na podrozjazdnicach betonowych, określenie kształtu pryzmy podsypki oraz kon- strukcji górnej warstwy podtorza, Rys. 9. Profi l prędkości maksymalnej na linii Wiedeń – Salzburg opracowanie konstrukcji stref przejściowych przy – odcinek Sankt Pölten – Linz Hbf [opracowanie własne] połączeniu mostów z przyległymi nasypami, opracowanie rozwiązań odwodnienia podtorza, Według stanu na grudzień 2017 roku, na terenie opracowanie sposobów zapewnienia stateczności Austrii eksploatuje się około 235 km odcinków linii wysokich nasypów, (nowo budowanych i modernizowanych), na któ- opracowanie nowoczesnych technologii wykony- rych prędkość maksymalna wynosi nie mniej niż wania robót przy rekonstrukcji podtorza, obiek- 200 km/h. Ta nowa i zmodernizowana infrastruktura tów inżynieryjnych i kapitalnego remontu (napra- jest wykorzystywana przez pojazdy o prędkości mak- wy głównej) toru. symalnej 230 km/h – pociągi Railjet oraz niemieckie elektryczne zespoły trakcyjne serii 411 (ICE-T). Wymagania dotyczące materiałów określono na- stępująco: 2.5. Koleje rosyjskie – zwiększenie prędkości szyny I klasy o zaostrzonych wymaganiach w za- pociągów na linii Sankt Petersburg – kresie prostoliniowości powierzchni tocznej, Moskwa podkłady betonowe z betonu o zwiększonej mrozo- odporności, Linię kolejową Sankt Petersburg – Moskwa o długo- materiały podsypkowe (tłuczeń) o podwyższonej ści 650 km oddano do eksploatacji w 1851 roku. Cechą trwałości i czystości, charakterystyczną magistrali jest jej dogodny układ geo- przewody jezdne o przekroju 120150 mm2 ze sto- metryczny, tylko 7,5% długości linii znajduje się w krzy- pów z dodatkiem kadmu i srebra. Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 41
W celu zwiększenia wytrzymałości nawierzchni, Modernizacją linii Sankt Petersburg – Moskwa nie na całej długości linii zastosowano tor bezstykowy objęto niestety wszystkich przejazdów kolejowo-dro- z szynami obrabianymi cieplnie. W torach głównych gowych. Poza standardowym zabezpieczeniem w po- zasadniczych zabudowano rozjazdy z ruchomymi staci rogatek oraz sygnalizacji świetlnej, te przejazdy dziobami krzyżownic. Podczas wymiany ciągłej na- wyposażono w specjalne płyty unoszące się ponad na- wierzchni oczyszczono podsypkę (w razie konieczno- wierzchnię drogi i uniemożliwiające ruch pojazdów. ści z całkowitą jej wymianą) na głębokość nie mniej- Na stacjach i przystankach pozostały liczne przejścia szą niż 0,40 m z wbudowaniem warstwy mieszanki dla podróżnych w poziomie szyn prowadzące na pe- żwirowo-piaskowej oraz geowłókniny. W celu efek- rony. Wskutek tego, częste są przypadki najechania tywnego wykorzystania sprzętu i zapewnienia wyso- szybkich pociągów na pieszych. kiej jakości robót, przewidziano 4-godzinne zamknię- Od 17 grudnia 2009 roku na linii Sankt Petersburg cia jednego z torów głównych. – Moskwa kursują pociągi dużych prędkości Velaro W procesie modernizacji dążono do maksymalne- RUS dostarczone przez fi rmę Siemens i eksploatowa- go ograniczenia przebudowy układu geometrycznego ne pod nazwą handlową Sapsan (Sokół wędrowny). linii w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Zakres jego Należy zwrócić uwagę na profi l prędkości linii sprzy- niezbędnych korekt na odcinkach dostosowywanych jający płynnej jeździe pociągów, w efekcie – uzyskiwa- do prędkości 200 km/h obejmował: niu przez nie bardzo dużych wartości prędkości han- zwiększenie do 2000 m promienia łuków poziomych, dlowych. Według danych z października 2011 roku likwidację łuków koszowych, w torze w kierunku nieparzystym (do Moskwy): zwiększenie do 5300 mm odległości między osia- prędkość maksymalna 200 km/h obowiązywała na mi toru głównego zasadniczego i głównego dodat- długości około 472 km, kowego na stacjach, prędkość 220 lub 230 km/h na długości około 100 km. przebudowę łuków z krótkimi krzywymi przej- ściowymi (i rampami przechyłkowymi), Łączna długość odcinków o prędkości nie mniej- zwiększenie do 300 m minimalnej długości odcin- szej niż 200 km/h wynosiła więc 572 km, co stanowiło ków o stałym pochyleniu, aż 88% długości całej linii. Najdłuższy odcinek nie- zmniejszenie do 2‰ algebraicznej różnicy sąsied- przerwanej jazdy z prędkością 200 km/h lub większą nich pochyleń, znajduje się między stacjami Mała Wiszera i Bołogo- zwiększenie do 20 000 m promieni łuków wyokrą- je, a jego długość wynosi około 156 km. Najmniejsze glających załomy profi lu. prędkości maksymalne są na dużych stacjach pośred- nich: Kolpino (80 km/h), Lubań (140 km/h), Mała W zakresie sterowania ruchem, istotną innowacją Wiszera (140 km/h), Bołogoje (100120 km/h), Twer było wdrożenie systemu sygnalizacji kabinowej KLUB, (100–130 km/h), Klin (120 km/h), Kriukowo (90 km/h które nastąpiło w połowie lat dziewięćdziesiątych ubie- – jazda po rozjazdach w kierunku zwrotnym). głego wieku. KLUB jest mikroprocesorowym system W latach 20112012, czas przejazdu najszybsze- pokładowym, współpracującym z istniejącymi urzą- go pociągu (bez postojów na stacjach pośrednich) dzeniami przytorowymi typu ALSN oraz ALS-EN. wynosił 3 godziny 50 minut (prędkość handlowa W 1997 roku została opracowana koncepcja no- 169,4 km/h), a od października 2013 roku został wego systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągu skrócony do 3 godzin 40 minut (prędkość handlowa o nazwie KURS-B (skrót nazwy od „Kompleksowy 177,1 km/h). W rozkładzie jazdy na 2017 rok, naj- zintegrowany system kontroli i bezpieczeństwa po- krótszy czas podróży między Moskwą i Petersbur- ciągu”). Prace nad nim rozpoczęły się w 1998 roku. giem wynosił już 3 godziny 35 minut, dzięki czemu System ma trzy elementy składowe [23]: prędkość handlowa wzrosła do 181,4 km/h. system sygnalizacji kabinowej KLUB-U, system automatycznego sterowania hamowaniem 2.6. Koleje chińskie – kampanie zwiększania SAUT, prędkości system kontroli czujności maszynisty TS-KBM. Koleje w Chinach znane są obecnie przede wszyst- Poszczególne moduły systemu działają nieza- kim z bardzo szybko rozwijającej się sieci kolei du- leżnie. Przyjęta architektura systemu jest otwarta żych prędkości. Należy jednak pamiętać, że pierw- i umożliwia dołączenie w przyszłości kolejnych mo- szym krokiem unowocześniania chińskich kolei była dułów. Certyfi kację systemu sygnalizacji kabinowej modernizacja linii konwencjonalnych prowadzona KLUB-U zakończono w 1999 roku, w następnych w latach 19972007 podczas tak zwanych kampanii latach system rozszerzono, o nowe funkcje, takie jak zwiększania prędkości. Kampanie takie zostały zaini- integracja mapy cyfrowej oraz użycie satelitarnego cjowane przez Ministerstwo Kolei, aby przeciwdziałać systemu lokalizacji GLONASS. utracie przez kolej udziału w rynku przewozowym na 42 Massel A. rzecz transportu lotniczego i drogowego. Moderniza- chińskie musiały rozwiązać wiele problemów tech- cja obejmowała następujące działania [13]: nicznych i organizacyjnych. Działania dotyczyły na- budowę drugich torów na odcinkach jednotorowych, stępujących ośmiu aspektów [11]: elektryfi kację, 1) analiza techniczna i ekonomiczna, łagodzenie niwelety linii, 2) badania naukowe i innowacje technologiczne, łagodzenie promieni łuków, 3) tworzenie i rozwój systemów technicznych, budowę toru bezstykowego. 4) opracowanie standardów technicznych oraz prze- pisów, O ile podczas pierwszych czterech kampanii, prze- 5) praktyczna weryfi kacja wyników badań, prowadzonych w latach 19972001, uzyskano zwięk- 6) właściwa modernizacja infrastruktury, szenie prędkości ze 120 km/h do 140 km/h i 160 km/h 7) modernizacja parku taborowego, na liniach o łącznej długości 13 838 km linii, podczas 8) jazdy (testy) weryfi kacyjne. piątej (2004) i szóstej (2007) kampanii na modernizo- wanych liniach była wprowadzana prędkość 200 km/h. Zakres prac modernizacyjnych zrealizowanych Zakończenie w kwietniu 2007 r. szóstego programu w celu dostosowania linii kolejowych do prędkości zwiększania prędkości umożliwiło wprowadzenie 200 km/h obejmował tory wraz z podtorzem, zasilanie prędkości 250 km/h na liniach o długości 846 km sieci trakcyjnej, systemy sterowania i łączności. Prze- oraz prędkości 200 km/h na liniach o łącznej długości jazdy kolejowo-drogowe były zastępowane skrzyżowa- ponad 6 tysięcy kilometrów [11]. W roku 2007 pręd- niami wielopoziomowymi, a linie kolejowe były wygra- kość wynosząca minimum 200 km/h obowiązywała dzane (rys. 10). Przy wymianie nawierzchni na liniach na następujących liniach: modernizowanych zastosowano podkłady typu III linii do ruchu pasażerskiego Qinhuangdao – She- oraz rozjazdy dostosowane do dużych prędkości jazdy. nyang (Qinshen), Zmiany w układzie geometrycznym torów wiązały się linii Qingdao – Jinan (Jiaoji), z ich przesunięciami i w szczególności obejmowały ła- większej części linii Shanghai – Kunming (Zhegan), godzenie (zwiększenie promieni) łuków poziomych oraz części linii Guangzhou (Kanton) – Shenzen (Gu- zwiększenie odległości pomiędzy osiami torów [11]. angshen), części linii Pekin – Szanghaj (Jinghu), części linii Pekin – Guangzhou (Jingguang), 3. Porównanie doświadczeń zagranicznych części linii, od Zhengzhou do Xuzhou (Longhai). Z opisu modernizacji linii kolejowych przepro- Wymienione linie charakteryzują się ruchem mie- wadzonych za granicą wynika, że różne zarządy ko- szanym. Kursują po nich pociągi pasażerskie obsłu- lejowe dążyły do zwiększenia prędkości pociągów giwane elektrycznymi zespołami trakcyjnymi o pręd- pasażerskich na eksploatowanych liniach kolejowych. kości 200250 km/h, pociągi towarowe o masie 5000 Porównanie charakterystycznych odcinków zmoder- 6000 ton oraz pociągi przewożące kontenery w dwóch nizowanych do prędkości 200 km/h lub większej na warstwach przy nacisku osi 25 ton [13]. kolejach francuskich, niemieckich, austriackich i ro- syjskich zawarto w tablicy 3. Przedstawiono w niej następujące charakterystyki: całkowitą długość odcinka linii L [km], średnią ważoną prędkość maksymalną (obliczoną
jako średnia harmoniczna) V0max [km/h], sumaryczną długość odcinków o V ≥ 200 km/h
L200 [km], udziału odcinków o V ≥ 200 km/h L200/L [%], liczby odcinków o stałej prędkości m,
średniej długości odcinka o stałej prędkość Lśr [km], Należy podkreślić, że dane te dotyczą całych od- cinków linii pomiędzy stacjami końcowymi. W ich całkowitych długościach (L) mieszczą się również Rys. 10. Wygrodzenie torów oraz rozjazd z ruchomym dziobem odcinki przylegające do dużych stacji węzłowych, na zmodernizowanym odcinku linii w Chinach [fot. A. Massel] przy czym prędkość maksymalna na takich odcin- kach zmienia się stopniowo, co dobrze ilustrują za- W celu umożliwienia prowadzenia ruchu mie- mieszczone w artykule wykresy (rys. 2, 3, 4, 6, 9). Na szanego pociągów pasażerskich i towarowych, koleje przykład, na początkowym fragmencie odcinka Kolei Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 43
Tablica 3 Porównanie linii zmodernizowanych do prędkości 200 km/h lub większej
Odcinek L [km] V0max [km/h] L(V=200) [km] L200/L [%] mLsr [km] Paryż Austerlitz – Vierzon Ville 201,1 173,9 128,3 63,8 11 18,3 Hanower – Hamburg Harburg 166,6 188,4 153,4 92,1 14 11,9 Fürth – Würzburg 94,6 145,7 25,0 26,4 26 3,6 Berlin Spandau – Hamburg 276,3 210,0 243,7 88,2 31 8,9 Erfurt – Eisenach 56,9 178,4 38,0 66,8 8 7,1 Sankt Pölten – Linz 122,9 191,0 107,8 87,7 16 7,7 Sankt Petersburg – Moskwa 649,3 190,3 572,0 88,1 60 10,8 [Obliczenia własne na podstawie danych zarządów infrastruktury].
Zachodniej pomiędzy Sankt Pölten i Linzem (rys. 9) geometrycznym, o czym świadczy przykład linii No- prędkość maksymalna wynosi: rymberga – Fürth – Würzburg. 80 km/h od km 60,6 do km 61,2 na długości 0,6 km, Przytoczone przykłady wskazują, że przy dużym 100 km/h od km 61,2 do km 62,0 na długości 0,8 km, zakresie przebudowy linii (przypadek odcinka Sankt 160 km/h od km 62,0 do km 63,4 na długości 1,4 km. Pölten – Linz) oraz w korzystnych warunkach tereno- wych (przypadek linii Berlin – Hamburg, Hannover Następnie od km 63,4 aż do km 123,3, a więc pra- – Hamburg oraz Sankt Petersburg – Moskwa) udział wie na 60 km, prędkość maksymalna wynosi 200 lub odcinków jazdy z prędkością 200 km/h lub większą, 230 km/h. Przykład ten dobrze ilustruje fakt, że teo- może wynosić nawet około 90%. Praktycznie w każ- retycznie duża liczba zmian prędkości nie musi ozna- dym przypadku występują lokalne zróżnicowania czać zmniejszenia funkcjonalności linii, bowiem prędkości maksymalnej, jednak w dużej części doty- zmiany prędkości odbywają się z reguły w pobliżu du- czą one odcinków w pobliżu dużych węzłów kolejo- żych stacji, na których wszystkie lub prawie wszystkie wych, na których wszystkie pociągi pasażerskie mają pociągi pasażerskie mają planowe postoje handlowe. rozkładowe postoje (Hamburg, Sankt Pölten, Linz). Warto też zwrócić uwagę na znaczne zróżnicowa- Średnia długość odcinka o stałej prędkości waha się nie charakterystyk odcinków na kolejach niemiec- od 3,6 km (Fürth – Würzburg) do 11,9 km (Hanower kich. Procesy modernizacji w przypadku Niemiec za- – Hamburg Harburg). częły się dość wcześnie już w połowie lat sześćdzie- Zwiększenie prędkości pociągów do 200 km/h siątych ubiegłego wieku. Modernizacji do prędkości zawsze wymagało zmian układu geometrycznego na 200 km/h podlegały początkowo linie o najlepszej poszczególnych odcinkach (patrz tablica 4). Zmiany charakterystyce geometrycznej, jednak w następnych te mogły być stosunkowo ograniczone w przypadku dekadach podejmowano próby skrócenia czasu jazdy linii na terenach nizinnych, przy budowie których również na odcinkach o mniej dogodnym układzie przyjmowano duże promienie łuków. Klasycznym
Tablica 4 Porównanie cech zmodernizowanych linii kolejowych Niemcy Niemcy Wyróżnik (cecha) Francja Austria Rosja Chiny (V = 200) (V = 230) Modernizacja układu geometrycznego TAK TAK TAK TAK TAK TAK Likwidacja przejazdów w poziomie szyn TAK TAK1 TAK TAK NIE TAK Rozjazdy z ruchomym dziobem NIE NIE TAK NIE TAK TAK Perony przy torach głównych zasadniczych TAK TAK TAK2 TAK TAK b/d LZB LZB System bezpiecznej kontroli jazdy TAK LZB KLUB-U CTCS ETCS ETCS CRH1 EVS1 Tabor dużych prędkości TGV ICE ICE Railjet CRH2 EVS2 CRH5A Ruch pociągów konwencjonalnych TAK TAK TAK TAK TAK TAK Ruch pociągów towarowych TAK TAK TAK TAK TAK TAK [Opracowanie własne] 1) Do 1992 roku przejazdy w poziomie szyn przy prędkości 200 km/h były warunkowo dopuszczalne. 2) Lokalizacja peronów przy torach o prędkości maksymalnej 230 km/h pod warunkiem dodatkowych zabezpieczeń. 44 Massel A. przykładem są tu linie Berlin – Hamburg oraz Sankt żym wyzwaniem. Jest ono jednak konieczne do tego, aby Petersburg – Moskwa. Całkowicie odmienna sytuacja transport kolejowy mógł nadal odgrywać istotną rolę zachodziła przy przebudowie i rozbudowie Kolei Za- w przewozach pasażerskich na duże i średnie odległości. chodniej (Westbahn) w Austrii, która wiązała się ze W artykule przeanalizowano doświadczenia kil- zmianą przebiegu trasy na długich odcinkach i z ko- ku krajów, w których w ciągu ostatnich 50 lat udało niecznością budowy tuneli. się zrealizować duże inwestycje związane z moder- W większości krajów, w których linie konwencjo- nizacją istniejących linii kolejowych do prędkości nalne są modernizowane do prędkości rzędu 200 km/h 200 km/h lub większej. Istotne jest, że doświadczenia obowiązuje zasada, że wszystkie skrzyżowania z dro- zebrane w toku modernizacji (a także później – pod- gami kołowymi muszą być wielopoziomowe. Odstęp- czas eksploatacji) umożliwiły w tych krajach budowę stwa od tej zasady były dopuszczalne w Niemczech do nowych linii kolejowych, przeznaczonych do dużych 1992 roku. Również w Rosji, na linii Sankt Petersburg prędkości jazdy. Tak stało się zarówno we Francji, – Moskwa, funkcjonują przejazdy w poziomie szyn. jak i w Niemczech. W obu tych krajach, kilkanaście Z analizowanych przykładów wynika, że nie ma lat po wprowadzeniu ruchu pociągów z prędkością jednolitego poglądu nt. konieczności stosowania przy 200 km/h, oddano do eksploatacji pierwsze odcin- prędkości 200 km/h rozjazdów z ruchomymi dzioba- ki nowych linii dużych prędkości. Jeszcze szybciej mi krzyżownic. W Niemczech na liniach o prędko- przebiega rozwój szybkich kolei w Chinach. W roku ści 200 km/h zasadniczo są zabudowywane rozjazdy 2004 i 2007 zwiększono prędkości maksymalne na z dziobami stałymi. Podobną praktykę można zaob- tysiącach kilometrów linii konwencjonalnych, a już serwować w Austrii. Jednakże na odcinkach, na któ- po 10 latach, we wrześniu 2017 roku, Chiny dyspono- rych prędkość pociągów wynosi 230 km/h są w tych wały siecią linii dużych prędkości o łącznej długości krajach stosowane rozjazdy z dziobami ruchomymi. 26 783 km. Można więc postawić tezę, że moderniza- Przedstawione przykłady wskazują, że wprowa- cja linii do prędkości rzędu 200 km/h jest naturalnym dzenie prędkości 200 km/h na liniach konwencjonal- etapem w rozwoju systemów kolei dużych prędkości. nych w każdym przypadku wiązało się z zabudową Eksploatacja zmodernizowanych linii kolejowych urządzeń systemu bezpiecznej kontroli jazdy pociągu wymaga od przewoźników dysponowania pojazdami – w Niemczech i w Austrii LZB lub ETCS, w Rosji zaś szynowymi dostosowanymi do takiej prędkości. Czę- – systemu KLUB-U. W Chinach rozwinięto system sto, w pierwszych latach po modernizacji linii, jedynie CTCS (Chinese Train Control System). W przypad- nieliczne pociągi mogły w pełni wykorzystywać ich ku linii o prędkości powyżej 160 km/h jest to system parametry. Znane są też przypadki odwrotne, kiedy CTCS poziomu 2 [17]. wprowadzenie nowych typów pojazdów było impul- W każdym z analizowanych krajów na zmoder- sem do szybkiego podejmowania działań w zakresie nizowanych do prędkości 200 km/h odcinkach linii infrastruktury (tak się stało w Wielkiej Brytanii, po konwencjonalnych jest eksploatowany tabor dużych wprowadzeniu do eksploatacji pociągów HST w dru- prędkości. W Niemczech są to pociągi ICE różnych giej połowie lat siedemdziesiątych XX wieku). generacji (ICE1, ICE2, ICE3, ICE-T), w Austrii – skła- Praktycznie, ze wszystkich przedstawionych osią- dy zespolone typu push-pull (Railjet) z lokomotywą gnięć kolei charakteryzujących się bardzo zróżnico- EuroSprinter serii 1116. Na linii Sankt Petersburg – wanymi warunkami eksploatacyjnymi wynika zna- Moskwa, koleje rosyjskie wykorzystują elektryczne czenie badań naukowych w przystosowywaniu kolei zespoły trakcyjne dużych prędkości serii EVS1 i EVS2 do prędkości 200 km/h i większych. należące do rodziny Velaro. W Chinach, wraz z reali- zacją 6 kampanii zwiększenia prędkości, do eksplo- atacji wprowadzono elektryczne zespoły trakcyjne Literatura dużych prędkości kilku typów, w tym serii CRH5A. Należy jednak podkreślić, że na każdej z omawianych 1. Augustowski T., Gołaszewski A.: Czterdzieści lat linii kursują także konwencjonalne pociągi pasażer- Centralnej Magistrali Kolejowej, Problemy Kolej- skie oraz pociągi towarowe. nictwa 2015, z.167, s. 723. 2. Ausbaustrecke Augsburg – München, Bauen bei der Deutschen Bahn. DB ProjektBau GmbH. Eu- 4. Wnioski railpress 2011. 3. Ausbaustrecke Erfurt – Eisenach, Streckenausbau Wzrost prędkości pociągów jest jednym z zasad- und Ausrüstung für 200 Kilometer pro Stunde. niczych praktycznych efektów postępu technicznego Materiał informacyjny DB Netze, 2016. w transporcie kolejowym. Warto zwrócić uwagę na to, 4. Birmann F.: Gleisbeanspruchung und Fahrzeuglauf że zwiększenie prędkości na liniach istniejących, eksplo- bei Schnellfahrten, Eisenbahntechnische Rund- atowanych niekiedy od 150 a nawet od 175 lat, jest du- schau 1965, nr 8, s. 335351. Dostosowanie linii konwencjonalnych w wybranych zarządach kolejowych do prędkości jazdy równej lub większej... 45
5. Bosch O.: Kreuzungen zwischen Schiene und Stras- 14. Massel A.: Uwarunkowania wprowadzenia pręd- se auf Schnellfahrstrecken, Die Bundesbahn 1969, kości 200 km/h na wybranych liniach kolejowych nr 3/4, s. 134140. w Polsce, Kolej w Polsce dzisiaj i za 5 lat, Konferen- 6. Bziuk J. (opr.): Elektrycznym zespołem trakcyj- cja SITK Kraków, 56 czerwca 2009. nym ER200 z Moskwy do Leningradu z prędkością 15. Mathieu G.: Généraliser les 200 km/h sur les gran- 200 km/godz., Przegląd Kolejowy Elektrotechnicz- des lignes classiques. Réalisme ou utopie? Raport ny, 1974, nr 8. réalisé pour „Qualite Mobilite”, GM-Consultant, 7. Deutsche Bundesbahn, Bundesbahndirektion 22 marca 2016. Augsburg: Buchfahrplan. Heft 2A (Służbowy roz- 16. Neuer Schnellfahrabschnitt. Eisenbahntechnische kład jazdy ważny od 30 maja 1965 do odwołania Rundschau, 1981, nr 4. s. 270. dla wszystkich pociągów pasażerskich na odcinku 17. Ning B., Tang T, Qiu K., Gao C., Wang Q.: CTCS – München–Augsburg–Treuchtlingen). Chinese Train Control System, Computers in Rail- 8. Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO). ways IX. WIT Press 2004, s. 393399. BGBI. 1967, s. 1563 z późn. zm. 18. Prokudin I.W., Graczew I.A., Kołos A.F.: Organi- 9. Europas schnellster Zug – die Sensation der IVA. zacija pierieustrojstwa żeleznych dorog pod skorost- Die Bundesbahn 1965, nr 15, s. 534536. noje dwiżenie pojezdow, Marszrut, Moskwa 2005. 10. Fakiner F.: Das Leitprogramm der DB für höhere 19. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Ra- Geschwindigkeiten auf Hauptbahnen, Die Bundes- dy nr 1315/2013 z dnia 11 grudnia 2013 roku bahn 1969, nr 12, s. 559568. w sprawie unijnych wytycznych dotyczących 11. Huawu H.: Successful speed-up campaign and in- rozwoju transeuropejskiej sieci transportowej novative PDL technologies, China Railways 2007, i uchylające decyzję nr 661/2010/UE. Dz.U. L 348 nr 29, s. 39. z 20.12.2013.
12. Massel A.: Dostosowanie Centralnej Magistrali Ko- 20. Vmax 200 km/h bei den ÖBB. Eisenbahn 1993, nr 1, s. 4. lejowej do dużych prędkości jazdy, Technika Trans- 21. UIC. High speed lines in the World (Summary), portu Szynowego 2015, nr 4, s. 4550. 1 listopada 2017. 13. Massel A.: Koleje dużych prędkości na tle rozwoju 22. Vuillet G.: Comparative speeds, Th e Railway Ga- sieci kolejowej w Chinach, Problemy Kolejnictwa zette, 1 września 1967, s. 648. 2010, z. 151, s. 71100. 23. http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2004-11a24.
Adaptation of Conventional Railway Lines to the Speed of 200 km/h or More
Summary Th e article contains presentation and comparison of experience related to the implementation of the maxi- mum speed of 200 km/h or more on existing, conventional railway lines in France, Germany, Austria, Russia and China. Th e average and cumulative length of sections upgraded for 200 km/ (or more) and their share in the total length of the line have been investigated. Moreover, the features of modernized railway lines have been analysed, including changes in track geometry, elimination of level crossings, installation of turnouts with swing noses, installation of modern train control systems.
Keywords: modernisation, railway line, train speed, track geometry, turnouts, level crossings, train control, rolling stock 46 Massel A.
Приспособление обычных железнодорожных линий в избранных железнодорожных управлениях до скорости движения равной или выше 200 км/ч
Резюме В статье представлен и сравнен опыт по внедрении максимальной скорости 200 км/ч и выше на суще- ствующих железных дорогах во Франции, Германии, Австрии, России и Китае. Исследовались средняя и суммарная длина участков модернизированных железнодорожных линий до скорости 200 км/ч (или выше) и их участие в общей длине линий. Рассмотрены также такие свойства модернизованных линий как изменения геометрической структуры пути, ликвидация переездов на уровне рельсов, оборудова- ние пересечений в мобильные острия сердечника крестовины и установку системы безопасного кон- троля движения поезда.
Ключевые слова: модернизация, железнолорожная линия, скорость поездов, геометрическая структу- ра пути, пересечения, переезды, управление движением, подвижной состав